之配位滴定法 ppt课件

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滴定Cu2+的适宜酸度范围为pH=2.9-5.2
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4. 配位滴定中缓冲溶液的使用
配位滴定中广泛使用pH缓冲溶液,这是由于:
(1)滴定过程中的[H+]发生变化:M + H2Y = MY + 2H+ (2)K’MY与K’MIn均与pH有关; (3)指示剂需要在一定的酸度介质中使用 。
配位滴定中常用的缓冲溶液 pH 4~5 (弱酸性介质),
金属指示剂易变质;不宜久放。
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2. 使用指示剂中注意的问题
指示剂封闭——指示剂与金属离子生成了稳定的配合 物而不能被滴定剂置换; 例:铬黑T 能被 Fe3+、Al3+、Cu2+、Ni2+封闭,可加入 三乙醇胺掩蔽。 指示剂僵化——如果指示剂与金属离子生成的配合物 不溶于水、生成胶体或沉淀,在滴定时,指示剂与 EDTA的置换作用进行的缓慢而使终点拖后变长。 例:PAN指示剂在温度较低时易发生僵化;可通过加 有机溶剂或加热的方法避免。
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注意金属指示剂适用 pH 范围:
金属指示剂也是多元弱酸(或弱碱); pH 变化,各 种存在型体改变,从而显示不同的颜色。
因此使用时应注意金属指示剂的适用 pH 范围。 如 铬黑T在不同 pH 时的颜色变化。
大多数金属离子 M与铬黑T形成的 配合物呈酒红色
EBT使用范围pH: 8 ~10.5。
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Z2n ,C2d ,M2n M2g
4. 用其他氨羧配位剂滴定
选择其他氨羧类配位剂,可以提高滴定的选择性。
C a 2 lg K M θ-E D T A 1 0 .6 9 lg K M θ-E G T A 1 1 .0
M g 2 8 .6 9 5 .2
0.00500 1.81010
x 5.0106
x5.610 8 p C a= 7.30
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滴定突跃
突跃上限---(0.1%) ---化学计量点
突跃下限---(-0.1%)
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条件稳定常数对滴定突跃的影响
❖ 由Y的副反应决定突跃的 后半部分
❖ 条件稳定常数改变仅影 响滴定曲线后侧(上限),
❖ 化学计量点前按反应剩 余的[M’]计算pM’,与 K’MY无关。
l g K C a / Y 2 l g K C a Y 2 l g Y ( H ) 1 0 . 6 9 0 . 4 5 1 0 . 2 4
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①滴定前 体系中Ca2+过量:[Ca 2+ ]=0.01000mol·L-1 ∴ pCa=—lg0.01000=2.00(起点) ②化学计量点前(-0.1%),加入19.98 mL EDTA溶 液,此时还剩余Ca 2+溶液0.02mL, ∴[Ca 2+ ]= 0.010000.02 =5.0×10 -6 mol·L-1
Y / 0 .0 2 0 .0 1 0 0 0 m o lL 1 5 .0 1 0 6 m o lL 1 过 量 2 0 .0 0 2 0 .0 2
Ca2+浓度由CaY2-解离平衡计算,设平衡时Ca2+浓度
为x。
C a + Y 噲 垐 ? ?
C aY
ceqx 5 .0 1 0 6x 5 .0 1 0 60 .0 0 5 0 0 0 x 0 .0 0 5 0 0
(1) 溶液 pH↑,酸效应系数↓, KMY'↑,有利于滴定; (2) 溶液 pH↑,金属离子易发生水解反应, 使KM'Y↓,不 有利于滴定。
两种因素相互制约,具有适宜pH范围。
当某pH时, K'MY能满足滴定最低要求,则此时
的 pH 即 最低pH。 金属离子不发生水解时的 pH 可以近似认作允许的
C a2++ Y 4噲 垐 ? ?C aY 2 平 衡 浓 度 /(m olL 1)x x 0.005000
0.0050001.81010 xx
x5.310 7 p C a= 6.30
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④化学计量点后【CaY 2-+ Y4-】:加入20.02mLEDTA, [CaY 2-]= 0.005000 mol·L -1
利用配位滴定终点前后,溶液中被测金属离子 浓度的突变造成的指示剂两种存在形式(游离和配 位)颜色的不同,指示滴定终点的到达。
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金属指示剂变色过程:
例: 滴定前, Mg2+溶液(pH 8~10)中加入铬黑T后, 溶液呈酒红色,发生如下反应:
铬黑T(■) + Mg2+ = Mg2+-铬黑T(■ ) 滴定终点时,滴定剂EDTA夺取Mg2+-铬黑T中的Mg2+, 使铬黑T游离出来,溶液呈蓝色,反应如下: Mg2+-铬黑T(■) + EDTA = 铬黑T (■) + Mg2+ - EDTA
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表9.5 常见金属离子滴定的条件 P209
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9.3.4 混合离子的分别滴定 混合离子滴定:只滴其中一种或分别滴定其中多种。
M+Y
MY
H
N
HY NY
混合离子体系 分别滴定的思路
KMY >> KNY KMY < KNY KMY ~ KNY
EDTA不理想
控制酸度法 掩蔽法 预先分离法 选择其它配位滴定剂
20.00 19.98
pCa=5.30
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③化学计量点时【CaY 2-】:加入20.00mLEDTA, [CaY 2-]= 0 .0 1 0 0 0 0 2 0 .0 0 /4 0 .0 0 = 0.005000 mol·L -1 Ca2+浓度由CaY2-解离平衡计算。 设平衡时Ca2+浓度为x。
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pM´
EDTA滴定不同浓度的金属离子
cM 10
8
6
4
20
100
200
滴定百分数
K´MY一定, cM增大 10倍,突跃范围增大1个 单位。
浓度改变仅影响配位 滴定曲线的前侧(下限), 与酸碱滴定中一元弱酸碱 滴定情况相似。
另外,Mn+副反应, 如水解效应或辅助配位效 应等影响突跃下限。
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9.3.2 配位滴定中适宜pH条件的控制
当金属离子浓度cM=0.01mol·L-1时,
lg0.01lgK M YlgY (H )6
lgY(H) lgKM Y8
lgKM Y8[lgY (H )]m ax pHmin
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图9.10 酸效应曲线(林旁曲线)
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2.配位滴定pH的选择
lgKM /YlgK M YlgY (H )
pH
Y(H)
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(4) 解蔽方法
解蔽:将一些离子掩蔽,对某种离子进行滴定后,再使
用另一种试剂(解蔽剂)破坏掩蔽所产生配合物,使被掩
蔽的离子重新释放出来。
例如: 测定铜合金中锌、铅
Cu2+、Zn2+、Pb2+
KCN 氨水
[Zn(CN)4]2-
[Cu(CN)3]2Pb2+
pH=10
EDTA
测定铅
[Zn(CN)4]2[Cu(CN)3]2-
即 最高pH。 不同金属离子有不同的最低pH取决于允许的误差和检测终点的准确度: 若终点检测误差限为± 0.2,允许相对误差为± 0.1%,则金属离子准确滴定的条件为
c M K M / Y 1 0 6(T .E . 0 .1 % , p M 0 .2 )
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1. 用控制溶液酸度法
M和N共存, 且 KM Y KN Y , 选择滴定M的条件为
c cM N K K M N Y Y105 (T .E .0.1% , pM 0.2)
滴定了M后, N 满足 lg(cNKNY/ ) ≥6, 则可连续滴定N。 当cM = cN , 分别滴定条件:
K M Y / K N Y 1 0 5 或 l g K = l g K M Y l g K N Y 5
此时选择滴定M,共存N不干扰。 控制溶液pH即可实现选择性滴定。
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P210【例9.16】溶液中 Ca2+、Pb2+ 浓度皆为0.01 mol·L-1 (1)Ca2+是否干扰Pb2+的滴定?
(解2)滴(1Q 定) 由Pl b表g 2K +7的. 5适 查1 宜得8 . p:0 H4 范 1 围lg 0 K . 。6 C 9 a Y 2 7 . 1 3 0 5 .6 9 ,5 lg K P b Y 2 1 8 .0 8 (1)∵
例如: Fe3+干扰 Zr4+、Th4+的测定,加入盐酸羟胺等还原 剂使 Fe3+还原生成 Fe2+,达到消除干扰的目的。
(3) 沉淀掩蔽法
例如: 为消除 Mg2+对 Ca2+测定的干扰,用NaOH调节 pH≥12, Mg2+与 OH-生成 Mg(OH)2沉淀,可消除 Mg2+对 Ca2+测定的干扰。
K 'MY
直至出现水解
K
sp
Mn+开始水解沉淀的pH(pHmax)
适宜pH条件为: p H m in p H p H 开 始 沉 淀
实际分析中,还需考虑金属指示剂的使用pH条件。
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P207【9.15】在一定条件下,用0.010 mol·L-1 EDTA滴 定0.010 mol·L-1Cu2+离子溶液,计算准确滴定的最 小pH和最大pH。
金属指示剂应具备的条件
(1) 在滴定的pH范围内,游离指示剂与其金属配合物之 间应有明显的颜色差别。 (2) 指示剂与金属离子生成的配合物应有适当的稳定性 。通常要求为 lgKM /YlgKM /In2。
不能太大:应使指示剂能够被滴定剂置换出来; 不能太小:否则未到终点时游离出来,终点提前; (3) 指示剂与金属离子生成的配合物应易溶于水。
pH 8~10 (弱碱性介质),
HAc-NaAc,
六次甲基四胺缓冲溶液 氨性缓冲溶液
pH < 1, 或 pH > 1,
强酸或强碱自身缓冲体系
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9.3.3 金属指示剂
1. 金属指示剂的性质和作用原理
(1) 金属指示剂(In)是一些有机配位剂,可与金属离 子形成有色配合物(MIn); (2) 所生成的配合物(MIn)颜色与游离指示剂(In)的颜 色不同;
1移取一定体积的试样溶液用氨缓冲溶液调ph100以ebt为指示剂用edta标液滴定至溶液由酒红色恰好变为纯ph100ebtedtaedtacacaycamgcaymgymgebtmgebtmgmgyebt酒红色纯蓝色恰好2另取相同体积的试样溶液用naoh溶液调ph120以nn为指示剂用edta标液滴定至溶液由酒红色恰好变为纯兰naohph120nnedtacacacacanncaynnmgohmgohmgohmg酒红色纯蓝色恰好33续例918水的硬度的测定
Pb-EDTA
甲醛
↙ 测定锌
Zn2+ [Cu(CN)3]2-
Pb-EDTA
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3. 预先分离
当利用控制酸度分别滴定、掩蔽干扰离子都有困难 时,只有对干扰离子进行预先分离,然后滴定。
例:磷矿石中一般含Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、PO43及F-等离子,其中F-的干扰最为严重,它能与Al3+生成 很稳定的配合物,在酸度低时F-又能与Ca2+生成CaF2 沉淀,因此在配位滴定中,必须首先加酸,加热,使F生成HF挥发逸去。
掩蔽剂来消除干扰。 例如:石灰石、白云石中 CaO 与 MgO 的含量测定。
用三乙醇胺掩蔽试样中的 Fe3+、Al3+和 Mn2+。
例如:在 Al3+与 Zn2+两种离子共存。 用 NH4F掩蔽 Al3+,使其生成稳定的 [AlF6] 3-;在
pH=5~6时,用EDTA滴定 Zn2+。
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(2) 氧化还原掩蔽法
2.8 pHmin 3.0 11.09 10.80 10.60
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续【9.15】 由内插法:
pHm in2.810.8011.09 3.02.8 10.6011.09 解得: pHmin 2.9
(2) 水解效应
cO H - 2 .2 1 0 2 0 1 .5 1 0 9 p O H > 8 .8 3p H < 5 .2 0 .0 1 0
∴Ca2+的存在不干扰Pb2+的滴定。
(2)由P209 表9.5可得,用六次甲基四胺缓冲溶液 调节pH5~6,以XO或PAN为指示剂,用EDTA滴 定混合液中的Pb2+。
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2. 用掩蔽和解蔽
若 KMY < KNY 或 lg K 5 或指示剂有封闭现象 时,可利用掩蔽与解蔽进行选择滴定。
(1) 配位掩蔽法 通过加入一种能与干扰离子生成更稳定配合物的
解 (1) lg(cMKM Y)6 lgY (H )lgclgK M Y6 [ l g Y ( H ) ] m a x l g 0 .0 1 1 8 .8 0 6 1 0 .8 0
由表7.6查得:pH=2.8时,lg Y(H) =11.09, pH=3.0时, lg Y(H) =10.60,
无机及分析化学
第9章 化学分析法
之配位滴定法
1
1
9.3 配位滴定法
9.3.1 滴定曲线
NaOH → HCl
以被测金属离子浓度的 pM(-lg [Mn+])对应滴定剂 EDTA加入体积作图,得配 位滴定曲线。
计算时需要用条件平衡 常数。
EDTA → Mn+
2
【例】用0.01000mol/L EDTA标准溶液滴 定20.00mL0.0100mol/L Ca 2+溶液,计算 在 pH=10.00时化学计量点附近的pCa值。 解 查表7.5得lgKCaY2-=10.69, 由表7.6查得pH=10.00,lgαY(H) =0.45,
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